三原色染色法测定棉麻纤维混纺比初探



三原色染色法测定棉麻纤维混纺比初探

俞凌云1，温演庆1，朱谱新2，林义2，罗杨1，李东1

（1.四川出入境检验检疫局，四川成都，610041；2.四川大学纺织研究所，四川成都610065）

摘要：为减少纤维成分棉麻含量检验工作的强度，通过三原色染色法，研究三原色染色棉麻纤维的色度学参数数据与棉麻含量的线性关系，得出色度坐标x的数据与棉含量的线性关系较好。建立三原色染色法测定棉麻混纺比的方法，与标准法显微投影法进行比对，结果非常相近，满足快速测定棉麻纤维混纺比的要求。

关键词：棉；苎麻；混纺比；三原色；染色法

收到修改稿日期：2013-04-21

0　引言

纤维混纺物组分分析通常采用化学溶解分析方法，国家标准或纺织专业标准中有各种纤维的化学分析方法[1-2]。这种方法是利用纱线中不同纤维成分之间化学性质的差异进行测定，方法只针对麻纤维或棉纤维的某一种进行检测，不能对麻棉混纺物的麻纤维或棉纤维进行区别而测出棉纤维和麻纤维比例。这是由于麻棉同属纤维素纤维，化学结构类似[3-4]，到目前为止，还没有找到一个只溶解麻棉其中之一，而不溶解另一个的溶剂。因而，用化学方法较精确地测定其混纺麻棉纤维比有一定的难度。

目前，麻棉混纺纱或织物的组分分析多采用繁杂的显微投影法和染色法[5-6]。显微投影法将两种纤维染成大致不同的两种颜色，同时参考两种纤维不同的外观结构，在显微镜的帮助下，鉴别出两种纤维，并用标尺测出直径和长度，按各自的比重换算出两者的重量比。这个方法费时，而且误差很大。而染色法根据染料量平衡原理（纤维上吸附量与染浴中染料的减少量相等），对一组已知麻棉混纺比含量的麻棉混纺物进行染色，作为标准物，运用分光光度计测定残留染液浓度，用线性回归法算出标准曲线，再对待测样品用同样的染色过程测残留染液浓度求其组分含量。染色平衡所需时间至少4~5 h，耗时长，误差一般为5%~8%。

为克服上述技术的不足之处，为棉麻混纺物的混纺比检测提供一种三原色染色法，对棉麻两种纤维混纺织物的混纺比进行较快速和准确检测。

1　试验部分

1.1试验仪器和主要试剂

仪器：PL202型电子分析天平，梅特勒托利多仪器（上海）有限公司；HBC-12型摇摆式常温染色小样机，佛山市顺德区容桂荟宝染整机械厂；X-Rite 8200型台式分光光度仪，美国爱色丽公司。

主要试剂：直接枣红GB、分散蓝2BLN，天津市染料化工三厂；阳离子嫩黄O、渗透剂JFC，绍兴格林化工有限公司。

试验材料：纯棉坯布，密度60×58；纯苎麻坯布，密度52×58，经纬均为36公支，四川省达州市智鹏麻业有限公司。染色前经过退浆，煮练和漂白处理[7]。

1.2试验原理

棉纤维和麻纤维这两种纤维结晶度和测序度分布不同，对不同的染料具有不同的上染特性。每一种染料分别对麻纤维和棉纤维染色后的颜色都存在差异，例如色相、彩度和明度，这些差异经过3种不同类别三原色染料上染后，使得麻棉两种纤维之间的颜色效果偏差加大，便于识别麻棉混纺比不同引起的色差；利用反射型分光光度计测定染色织物的X、Y和Z三刺激值，通过国际照明委员会制定的CIE1931x，y色度图，可以快速定量和可重复性地检测这些差异。

1.3试验方法

1.3.1三原色染料液制备

选用3种不同颜色的原料：直接枣红GB、阳离子嫩黄O和分散蓝2BLN作为棉麻纤维混纺物的染色原料。按干物质质量比为直接枣红GB：阳离子嫩黄O：分散蓝2BLN=1∶1∶1的比例称取染色原料，把这3种染色原料的混合物放入容器；加入渗透剂JFC，渗透剂JFC用量为3种染色原料总质量的10倍质量；再加入3种染色原料10倍质量的40℃软水润湿搅匀；然后，再缓慢加入室温软水搅拌溶解，配成3种染色原料重量百分比为1%的三原色染料液。

1.3.2三原色染色

按质量比为三原色染料液∶软水=1∶100的比例，把三原色染料液加入到软水中进行稀释，搅匀，成为3种染色原料浓度为万分之一的染色介质；按浴比织物干质量∶染料介质质量=1∶100的比例，分别称取待测定的棉麻纤维混纺物和染色介质；将棉麻混纺物浸入染色介质中，用玻棒搅拌1min，以3℃/min的速度升温至95℃，保持95℃条件下染色5min；洗涤棉麻混纺物并晾干：染色结束后，将已染色的棉麻纤维混纺物取出，用冷流水洗涤2min，放入40℃烘箱中干燥，待仪器检测。

1.3.3仪器检测

用反射型分光光度仪测定干燥后的已染色棉麻纤维混纺物，记录该已染色棉麻纤维混纺物的三刺激值X、Y和Z；计算棉麻纤维混纺比例，把三刺激值X、Y和Z值代入色度坐标x计算公式：

得出色度坐标x值；用x代入棉纤维含量线性回归方程求棉纤维含量C（%），则麻含量R（%）=1-C。

2　结果与讨论

2.1棉纤维含量线性回归方程

四川大学纺织研究所制备了棉麻混纺标准样品，标号为1#~6#，各组分含量如表1所示。对棉麻混纺标准样品分别进行三原色染色法染色处理，并测定样品的三刺激值X、Y和Z，测4次取平均值，根据x计算公式，求出色度坐标x，结果如表1所示，建立棉纤维含量与色度坐标x的拟合曲线如图1所示。得出棉纤维含量与色度坐标x呈线性关系，线性回归方程：C（%）=2189.7x-791.2，相关系数γ2=0.9979，满足测定需要棉纤维测定的准确度要求。

2.2预测结果分析

将色度坐标x代入棉纤维含量线性回归方程，结果见表2。可以看出，棉含量高于20%时，误差通常较小，不超过3%；棉含量低于20%时，误差通常较大。这可能是因为随着麻含量的增加，所得染色纤维滤饼变得更为蓬松，在测试时被压缩造成测试面边缘变形，从而导致误差偏大，从色度坐标x得到的预测值与实际值误差最小，不超过3%。利用三原色染色棉麻的色度学数据测定棉麻含量的方法具有较高的精确度。使用本方法时，一定要严格按照工艺条件操作，以免带来实验误差。

表1　不同棉麻含量纤维三原色染色的色度学数据

图1　x值与棉含量的拟合曲线

表2　不同色度学参数标准曲线的预测

2.3行业标准比对

在市场上购买3种不同棉麻含量的棉麻混纺布，分别标号为1#、2#和3#，对深颜色的1#样品经脱色处理后再染色。对以上3个样品进行测试并与显微投影法[6]进行方法比对，测定结果如表3所示。

由表3可以看出，三原色染色法测定棉麻含量结果，与显微投影法测定结果非常接近，由此可以得出三原色染色法适合纺织品中棉麻混纺比的测定。

表3　行业标准比对结果

3　结束语

研究了三原色染色棉麻纤维的色度学参数数据与棉麻含量的线性关系，发现色度坐标x的数据与棉含量的线性关系较好。利用这些参数的数据得到的预测值与实际值的误差不超过3%。因此，使用三原色染色棉麻的色度学数据测定棉麻含量的方法具有较高的精确度。通过测定染色棉麻的色度学数据就可以直接求出棉麻混纺比，这将极大地提高棉麻组分的检测效率，减少检验工作的强度。

参考文献

[1] GB/T 2910.5—2009纺织品定量化学分析第5部分：粘胶纤维、铜氨纤维或莫代尔纤维与棉的混合物（锌酸钠法）[S] .北京：中国标准出版社，2009.

[2] GB/T 2910.15—2009纺织品定量化学分析第15部分：黄麻与某些动物纤维的混合物（含氮量法）[S] .北京：中国标准出版社，2009.

[3] 王越平，高绪珊，邢声远，等.几种天然纤维素纤维的结构研究[J] .棉纺织技术，2006，34（2）：72-76.

[4] 朱谱新，杨昌美，杨声发，等.四川优质苎麻的结构和性能研究[J] .成都科技大学学报，1994（1）：25-31，52.

[5] FZ/T 30003—2000麻棉混纺产品定量分析方法-显微投影法[S] .北京：中国标准出版社，2000.

[6] SN/T 0756—1999进出口麻/棉混纺产品定量分析方法-显微投影仪法[S] .北京：中国标准出版社，1999.

[7] 孔钦明，温演庆，林义，等.直接染料和阳离子染料对棉和苎麻的染色差异性[J] .纺织科技进展，2012（2）：12-14.

了5个化合物，数据较少，还应该用更多的对照品来验证该规律的普适性。

Preliminary study on determination for blending ratio of cotton and ramie by trichromatic staining

YU Ling-yun1，WEN Yan-qing1，ZHU Pu-xin2，LIN Yi2，LUO Yang1，LI Dong1（1. Sichuan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Chengdu 610041，China；

2. Textile Institute，Sichuan University，Chengdu 610065，China）

Abstract:In order to reduce work intensity for the fiber composition inspection of cotton and ramie content，the authors studied the linear relationship between the colorimetry parameter data and the content of cotton and ramie according to trichromatic staining method. It is concluded that the linear relationship between the data of chromaticity coordinates x and the cotton content is good. So the trichromatic staining method was set up for determining the blended ratio of cotton and ramie. The standard method of micro-projection method is used as a comparison method，and their results are very similar. Thus the established method can meet the requirements for rapidly determining the blend ratio of cotton and ramie in fiber.

Key words:cotton；ramie；blending ratio；primary color；staining method

基金项目：国家质检总局基金项目（2009IK290）

收稿日期：2013-02-19；

doi：10.11857/j.issn.1674-5124.2013.05.017

文章编号：1674-5124（2013）05-0062-03

文献标志码：A

中图分类号：TS106；TS193.6；O432.2；TS102.5

作者简介：俞凌云（1982-），女，山东青岛市人，工程师，博士，研究方向为现代分离分析方法及理论。